電工基礎課件_3復雜直流電路

1、課題課題基爾霍夫定律課題課題：基爾霍夫定律基爾霍夫定律 教學重點教學重點： 1.掌握復雜直流電路中支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔術語概念及運用。 2掌握基爾霍夫定律及其應用，學會運用支路電流法分析計算復雜直流電路。教學難點教學難點： 1應用支路電流法分析計算復雜直流電路。 教學目標：1、掌握基爾霍夫定律。 2、培養(yǎng)學生分析計算復雜直流電路的能力。 一、新課引入前面 我們學習了電流、電位、電壓、電動勢以及部分電路歐姆定律和電阻串、并聯(lián)知識。利用這些知識我們可以對很多電路進行分析計算如圖3-1示。其中R2、R3并聯(lián)后再跟R1串聯(lián)，只要知道E1、R1、R2、R3的值就可以根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)知識可以算出通過

2、R1、R2、R3的電流I1、I2、I3。和各個電阻兩端的電壓。 但如果我們在這個圖中增加一個元件E2，如圖3-2所示，如果不告訴E1、E2的值，除了可以確定R3的電流方向外，我們連R1、R2、中的電流方向都無法確定，更談不上對其進行分析和計算！圖3-1和3-2分別代表兩種不同的電路，即簡單直流電路和復雜直流電路?。ê唵沃绷麟娐泛蛷碗s直流電路概念）而實際工程中經(jīng)常會遇到很多復雜直流電路，怎么辦呢？這節(jié)課我就來學習分析和計算復雜直流電路的專業(yè)知識。（板書：任務五：基爾霍夫定律）二、講解新課二、講解新課（一）、常用電路名詞（專業(yè)術語）圖3-3常用電路術語名詞的說明 以圖3-1所示電路為例說明常用電路

3、名詞。 1. 支路支路：電路中具有兩個端鈕且通過同一電流的無分支電路。如圖3 - 1電路中的ED、AB、FC均為支路，該電路的支路數(shù)目為b = 3。 2. 節(jié)點節(jié)點：電路中三條或三條以上支路的聯(lián)接點。如圖3 - 1電路的節(jié)點為A、B兩點，該電路的節(jié)點數(shù)目為n = 2。圖3-3常用電路術語名詞的說明 3. 回路回路：電路中任一閉合的路徑。如圖3-1電路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路徑均為回路，該電路的回路數(shù)目為l = 3。 4. 網(wǎng)孔網(wǎng)孔：不含有分支的閉合回路。如圖3-1電路中的AFCBA、EABDE回路均為網(wǎng)孔，該電路的網(wǎng)孔數(shù)目為m = 2。 。圖3-3常用電路名詞的說明（二）、基爾

4、霍夫電流定律 1.電流定律內(nèi)容電流定律內(nèi)容 電流定律的第一種表述電流定律的第一種表述：在任何時刻，電路中流入任一節(jié)點中的電流之和，恒等于從該節(jié)點流出的電流之和，即 I流入 I流出 例如圖3-2中，在節(jié)點A上： I1I3 I2I4I5 圖3-4 電流定律的舉例說明 電流定律的第二種表述電流定律的第二種表述：在任何時刻，電路中任一節(jié)點上的各支路電流代數(shù)和恒等 于零，即I 0。 一般可在流入節(jié)點的電 流前面取“”號，在流出節(jié)點的電流前面取“”號，反之亦可。例如圖3-2中，在節(jié)點A上：I1 I2 I3 I4 I5 0。 由表達I流入 I流出可得I流入 I流出=0即I 0。在使用電流定律時，必須注意：

5、(1) 對于含有n個節(jié)點的電路，只能列出(n 1)個獨立的電流方程（實例說明）。 (2) 列節(jié)點電流方程時，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。為分析電路的方便，通常需要在所研究的一段電路中事先選定(即假定)電流流動的方向，叫做電流的參考方向，通常用“”號表示。電流的實際方向可根據(jù)數(shù)值的正、負來判斷，當I 0時，表明電流的實際方向與所標定的參考方向一致；當I 0時，則表明電流的實際方向與所標定的參考方向相反。 2. 基爾霍夫電流定律的應用舉例基爾霍夫電流定律的應用舉例 (1)對于電路中任意假設的封閉面來說,電流定律仍然成立。如圖3-3中，對于封閉面S來說，有I1 + I2 = I3

6、。 圖3-6 電流定律的應用舉例(2) 圖3-5 電流定律的應用舉例(1) (2)對于網(wǎng)絡 (電路)之間的電流關系，仍然可由電流定律判定。如圖3-4中，流入電路B中的電流必等于從該電路中流出的電流。 【例例】如圖3-5所示電橋電路，已知I1 = 25 mA，I3 = 16 mA，I4 = 12 A，試求其余電阻中的電流I2、I5、I6。 圖3-7解：解：在節(jié)點a上： I1 = I2 + I3，則I2 = I1 I3 = 25 16 = 9 mA 在節(jié)點d上： I1 = I4 + I5，則I5 = I1 I4 = 25 12 = 13 mA 在節(jié)點b上： I2 = I6 + I5，則I6 = I

7、2 I5 = 9 13 = 4 mA圖3-6 電壓定律的舉例說明電流I2與I5均為正數(shù)，表明它 們的實際方向與圖中所標定的參考方向相同，I6為負數(shù)，表明它的實際方向與圖中所標定的參考方向相反。（三）、基爾霍夫電壓定律 1. 電壓定律內(nèi)容電壓定律內(nèi)容0U圖3-7電路說明基夫爾霍電壓定律。 在任何時刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即 圖3-8 電壓定律的舉例說明 沿著回路abcdea繞行方向，有 Uac = Uab + Ubc = R1I1 + E1， Uce = Ucd + Ude = R2I2 E2， Uea = R3I3 則 Uac + Uce + Uea

8、= 0即 R1I1 + E1 R2I2 E2 + R3I3 = 0上式也可寫成 R1I1 R2I2 + R3I3 = E1 + E2 對于電阻電路來說，任何時刻，在任一閉合回路中， 各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動勢的代數(shù)和， 即ERI 2利用利用RI = E 列回路電壓方程的原則列回路電壓方程的原則 (1) 標出各支路電流的參考方向并選擇回路繞行方向(既可沿著順時針方向繞行，也可沿著反時針方向繞行)；(2) 電阻元件的端電壓為RI，當電流I的參考方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號；反之，選取“”號； (3) 電源電動勢為 E，當電源電動勢的標定方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號

9、，反之應選取“”號。 （四）支路電流法（四）支路電流法 以各支路電流為未知量，應用基爾霍夫定律列出節(jié)點電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路（或各元件）的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做支路電流法。對于具有b條支路、n個節(jié)點的電路，可列出(n 1)個獨立的電流方程和b(n 1)個獨立的電壓方程。 【例例3】如圖所示電路，已知E1 = 42 V，E2 = 21 V，R1 = 12 ，R2 = 3 ，R3 = 6 ，試求：各支路電流I1、I2、I3 。圖3-7 例題3-2 解：解：該電路支路數(shù)b = 3、節(jié)點數(shù)n = 2，所以應列出1 個節(jié)點電流方程和2個回路電壓方程，并按

10、照 RI = E 列回路電壓方程的方法： (1) I1 = I2 + I3 (任一節(jié)點) (2) R1I1 + R2I2 = E1 + E2 (網(wǎng)孔1) (3) R3I3 R2I2 = E2 (網(wǎng)孔2)代入已知數(shù)據(jù)，解得：I1 = 4 A，I2 = 5 A，I3 = 1 A。電流I1與I2均為正數(shù)，表明它們的實際方向與圖中所標定的參考方向相同，I3為負數(shù)，表明它們的實際方向與圖中所標定的參考方向相反。三、本章小結三、本章小結一、專業(yè)術語。支路、節(jié)點、回路、網(wǎng)孔。二、基爾霍夫定律。三、支路電流法解復雜直流電路的步驟。（一）、基夫爾霍定律1.1.電流定律電流定律 電流定律的第一種表述：在任何時刻，電路中流入任一節(jié)點中的電流之和，恒等于從該節(jié)點流出的電流之和，即 I流入= I流出。電流定律的第二種表述：在任何時刻，電路中任一節(jié)點上的各支路電流代數(shù)和恒等于零，即 I = 0。 在使用電流定律時，必須注意： (1) 對于含有n個節(jié)點的電路，只能列出(n 1)個獨立的電流方程。 (2) 列節(jié)點電流方程時，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。 2電壓定律電壓定律 在任何時刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即 U = 0。 對于電阻電路來說，任何時刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)